La estructura de la proteasa retroviral del M-PMV, una enzima central en la maduración y replicación de un virus similar al del SIDA en monos, había eludido a los biólogos estructurales durante más de diez años. La cristalografía de rayos X aportaba datos incompletos, y los algoritmos informáticos que los investigadores usaban para inferir formas tridimensionales de proteínas a partir de esos datos —búsquedas exhaustivas y de fuerza bruta entre un número astronómico de plegamientos posibles— no lograban converger en una respuesta plausible. Resolverlo importaba directamente para el diseño de fármacos contra el SIDA, ya que conocer la forma de la enzima revela dónde podría unirse un fármaco para desactivarla.
El Centro para la Ciencia de los Juegos de la Universidad de Washington ya había creado Foldit, un juego en línea que permitía a cualquiera manipular a mano un modelo tridimensional de proteína, compitiendo por puntuación contra otros jugadores y contra el propio algoritmo de plegamiento del ordenador, Rosetta. Los investigadores, que se habían quedado sin opciones algorítmicas, entregaron a los jugadores de Foldit la estructura no resuelta del M-PMV como rompecabezas, apostando a que la intuición espacial humana podría tener éxito donde la búsqueda automatizada había fracasado.
Convirtieron la estructura no resuelta en un juego competitivo, permitiendo que la intuición tridimensional de los jugadores y las búsquedas humanas en paralelo tuvieran éxito donde los algoritmos automatizados se atascaban.
La puntuación del juego proporcionaba retroalimentación instantánea, lo que hacía atractivo el problema abstracto.
Miles de jugadores exploraron soluciones en paralelo, muchos más que un solo algoritmo.
La experiencia previa de los jugadores con Foldit les dio intuición para el plegamiento de proteínas.
El razonamiento tridimensional humano superó a la búsqueda de fuerza bruta en esta tarea.
Cuando los algoritmos se estancan, replantear el problema como un juego para aprovechar la intuición espacial humana a escala.
El equipo Contenders de Foldit resolvió la estructura de la proteasa del M-PMV en unas tres semanas; el resultado se publicó con los jugadores como coautores. El resultado se convirtió en un caso emblemático de ciencia ciudadana en biología molecular, al demostrar que el reconocimiento de patrones por parte de personas no expertas podía superar a la computación pura en ciertos problemas estructurales, y desde entonces Foldit se ha utilizado en otros desafíos no resueltos de proteínas y de diseño de enzimas por parte del mismo grupo de investigación.
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Las fuentes
- Gamers succeed where scientists fail: Molecular structure of retrovirus enzyme solved, doors open to new AIDS drug design ScienceDaily · sciencedaily.com
- Foldit Gamers Solve Riddle of HIV Enzyme within 3 Weeks Scientific American · scientificamerican.com